|
Vyučující
|
-
Holeček Miroslav, Doc. Dr. RNDr.
|
|
Obsah předmětu
|
1. O čem je termodynamika, pojem práce, pojem tepla. První termodynamický zákon, energie. Jednoduchý systém. Druhý termodynamický zákon, teplo jako diferenciální forma, entropie. Druhý termodynamický zákon a živé systémy. 2. Ilustrace termodynamiky - ideální plyn, rovnice "90-procent", produkce entropie, termodynamické toky a síly, lineární termodynamika. 3. Základy chemie, chemická vazba, chemické reakce, katalyzátor, exotermické a endotermické reakce. 4. Systémy s výměnou částic a chemické reakce (elektrochemický potenciál, afinita, zákon působících hmot). 5. Pojem a význam stability, stabilita a vznik struktur (jednoduchá ilustrace na difúzní rovnici s nelineárním členem), druhý diferenciál entropie. 6. Základní klasifikace termodynamických systémů z hlediska stability: rovnováha, blízko od rovnováhy, daleko od rovnováhy. Disipativní struktury. 7. Chemické reakce v systémech daleko od rovnováhy, stabilita, význam autokatalytických reakcí pro živé systémy. 8. Proteiny a jejich konformace, ligandy, mechanismy pohybu v živých systémech. Struktura živé buňky, cytoskeletální síť. 9. Základy fyziky makromolekul, polymerní řetězce, příklady. 10. Fraktály - základní ideje, matematický model fraktální křivky, fraktální povrchy v živých systémech - souvislost s metabolismem.
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
Přednáška
- Kontaktní výuka
- 52 hodin za semestr
- Příprava na zkoušku [10-60]
- 60 hodin za semestr
- Příprava na souhrnný test [6-30]
- 30 hodin za semestr
|
| Předpoklady |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| orientovat se na úrovni základního kurzu fyziky KFY/FYA1 |
| orientovat se v diferenciálním a integrálním počtu |
| orientovat se v základech maticového a vektorového počtu |
| Odborné dovednosti |
|---|
| integrovat a derivovat (rovněž parciální derivace) |
| řešit základní typy obyčejných diferenciálních rovnic |
| Výsledky učení |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| orientovat se v otázce druhého termodynamického zákona a obecného principy nerovnovážné termodynamiky |
| vysvětlit základy chemické termodynamiky |
| orientovat se v základních způsobech fyzikálního popisu živých organismů |
| orientovat se v otázce rovnovážná termodynamika jako kompletní, logicky propojený systém |
| vysvětlit pojem entropie |
| Odborné dovednosti |
|---|
| řešit jednoduché úlohy z rovnovážní nerovnovážné termodynamiky, má však dobrý základ i pro řešení složitějších problémů z oblasti živých systémů a chemických reakcí |
| velmi dobře své znalosti uplatnit i v pedagogickém působení na všech úrovních terciárního vzdělávání |
| student je schopen uplatnit své odborné znalosti k další specializaci v oblasti kontinuální fyziky a termomechaniky |
| student je schopen velmi dobře získané znalosti uplatnit i v pedagogickém působení |
| Obecné způsobilosti |
|---|
| mgr. studium: srozumitelně a přesvědčivě sdělují odborníkům i širší veřejnosti vlastní odborné názory, |
| Vyučovací metody |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Přednáška založená na výkladu, |
| Hodnotící metody |
|---|
| Ústní zkouška, |
|
Doporučená literatura
|
-
Dvořák, Ivan; Andrej, Ladislav; Maršík, František. Biotermodynamika. Vyd. 1. Praha : Academia, 1982.
-
Kondepudi, Dilip; Prigogine, Ilya. Modern thermodynamics : from heat engines to dissipative structures. Chichester : John Wiley & Sons, 1998. ISBN 0-471-97393-9.
-
Kvasnica, Jozef. Termodynamika. Vyd. 1. Praha : SNTL, 1965.
|